用于患有脊髓创伤和中风的病人的康复的脊髓神经刺激环的制作方法
【专利说明】用于患有脊髓创伤和中风的病人的康复的脊髓神经刺激环
[0001]本申请要求Huang和Dayawansa于2013年3月15日提交的题为“Spinal NerveStimulat1n Rings For Rehabiliatat1n of Patients With Spinal Trauma andStroke”的美国专利申请13/838，180的优先权。
技术领域
[0002]本发明总体涉及医疗装置，并且更特别地涉及一种用于具有神经相关障碍病人康复的医疗装置。
【背景技术】
[0003]脊髓索(Spinal cord)创伤是对脊髓的损坏。所述损坏可来自对脊髓索自身的直接损伤或来自周围的骨、组织、或血管疾病的间接损伤。
[0004]处于任何水平的损伤可以引起变化的肌肉张力(痉挛)、正常肠道和膀胱控制的损失(可包括便秘，尿失禁，膀胱痉挛)、麻木、感觉性改变、疼痛、虚弱、瘫痪。当脊髓索受伤发生在颈部区域中时，症状可以影响手臂、腿部、以及身体的中部。症状可发生在身体的一侧或双侧上。如果损伤高至颈部，则症状还可以包括由呼吸肌肉瘫痪引起的呼吸困难。当脊髓受伤发生在胸部水平处，症状可以影响腿部。对颈椎或高位胸段脊髓索的损伤也可导致血压问题、异常出汗、以及维持正常体温方面的麻烦。当脊髓损伤发生在下背部水平时，症状可以影响一条或两条腿、以及控制肠道和膀胱的肌肉。
[0005]治疗的形式变化。糖皮质激素，诸如地塞米松或甲基强的松龙，被用于减少会损坏脊髓索的肿胀。如果脊髓索压力的增长在脊髓神经被完全地破坏之前可以被移除或减少，则瘫痪的发病率会被减少。理想地，在损伤后应尽快地开始使用糖皮质激素。
[0006]可需要手术来移除压在脊髓索上的体液或组织(椎板切除减压术)；移除骨碎片、盘状碎片、或外来物体；或将断了的脊骨融合(fuse)、或放置脊髓校正支架。
[0007]可需要卧床休息来允许脊柱骨治愈。
[0008]可推荐进行脊柱牵引。所述脊柱牵引可以帮助保持脊柱不移动。颅骨可借助夹钳(置于颅骨处、并且附接至牵引配重或身体上的线束的金属支架)来保持就位。病人可需要长时间佩戴脊柱矫正支架。
[0009]病人在治愈后会需要物理疗法、职业疗法、或其他康复疗法。所述康复将帮助病人应对来自脊髓索损伤的残疾。
[0010]肌肉痉挛可以借助口服或注射到脊髓管中的药物来缓解。注射到肌肉中的霉素也会有帮助。止痛药(镇痛药)、肌肉松弛剂、以及物理疗法被用于帮助控制疼痛。
[0011]然而，这些治疗中没有一个能够促进神经组织的再生。一种意图为促进神经组织的再生的治疗形式是磁神经刺激。用于刺激骶神经根的可用的磁神经刺激装置是间接的。脊髓节段和骶神经根的间接磁刺激已经证实会促使患有脊髓索损坏患者的肠排空、以及诱发四肢瘫痪的患者呼吸功能增强。然而，间接磁神经刺激已经收到了混合的(mixed)结果，可能地是由于其间接性。目前没有用于直接磁脊髓神经刺激的现有装置。
【发明内容】
[0012]本发明的目的因此是提供一种用于电刺激的环绕神经的医疗装置。本发明的另一目的是提供一种用于磁刺激的环绕神经的医疗装置。本发明的又一目的是提供一种环绕神经且提供电刺激模式和磁刺激模式的双模式刺激的医疗装置。
[0013]为了本发明的上述目的和其他目的，本文描述一种装置，其像环一样地环绕脊髓节段神经、并且引起神经的刺激。在测试中，切断的神经根的电刺激显示出良好结果。一些测试显示磁刺激减少痉挛。本发明提供磁刺激特性、以及电刺激特性以便于平衡两种模式。在本发明的一些实施例中，所述装置不接触神经，并且避免神经损害，这确保与神经直接物理接触较长时间。
[0014]贯穿本说明书，本发明的各种实施例的结构将互换地使用术语环和套环来描述。本发明和本文描述且预见的各种实施例使用一种环绕神经的结构，其是环、套环、或类似的几何体，申请人不希望将其限制为任何具体的几何形状或尺寸。相反，本发明和本文描述和描绘的各种实施例提供一种围绕、包围、或以其他方式环绕神经或神经的具体部分的结构。
[0015]本发明可以被利用于患有脊髓创伤和中风病人的直接刺激。本发明和本文描述且预见的各种实施例用于刺激例如与运动相关的脊髓索节段神经的前根。初始地，目标功能将是肠道排空、膀胱刺激、以及咳嗽诱导。在本发明的一些实施例中，计算机程序和刺激器将基于这些功能的根牵连而被制成而用于全部或各种运动性功能(motor funct1ns)，诸如肢体运动。
[0016]在本发明的一些实施例中，患者可以使用远程控制装置来控制他或她的运动性运动。在本发明的一个实施例中，刺激的初始模式将是磁的。如果磁刺激所跟随的结果是反射亢进或痉挛的减少，该反射亢进或痉挛是上运动性神经元病变类脊髓索损伤或中风所跟随的常见副作用，则仅有磁刺激将不足以实现全运动性控制。在该情况中，将施加通过电极的电刺激连同磁刺激。这两种刺激模式的平衡将交替地控制反射亢进或痉挛以实现运动。
[0017]在本发明的一些实施例中，可设置无线电力供给和遥测控制以避免感染、并且最小化装置的尺寸。这些装置可通过显微外科手术植入，并且可使用塑料螺钉而拧入骨头。
[0018]刺激线圈例如可使用导电材料、或导电聚合物、塑料磁导材料制成。借助后者，患者将能够经历常规磁共振成像扫描等。
[0019]本发明和本文描述且预见的各种实施例的直接应用包括下列应用:
[0020]I)刺激肠道运动；
[0021]2)刺激膀胱排空；
[0022]3)刺激勃起(erect1n)；
[0023]4)减少肌肉痉挛、跟随有上运动性神经元病变；以及
[0024]5)诱发咳嗽以防止呼吸道感染。
[0025]在本发明的一些实施例中，全部脊髓索节段将承载用于个体神经刺激的环，并且软件程序将以用于运动性运动的最优刺激方式来刺激所涉及的节段，以允许在周围神经病变或其他疾病之后立即进行运动性控制。
【附图说明】
[0026]优选实施例及其变型例将参照附图来陈述，所述附图中:
[0027]图1是示意图，示出了将刺激套环的一个实施例放置于患者神经系统中；
[0028]图2是示意图，示出了刺激套环的放置；
[0029]图3A是神经上的刺激套环的放大视图；
[0030]图3B是沿着图3A中的线A-A截取的刺激套环的剖面图；以及
[0031]图4是示意图，示出了刺激套环的替代放置。
【具体实施方式】
[0032]本发明的优选实施例及其变化例将参照附图详述，其中遍及附图的相同的附图标记指代相同的元件或步骤。
[0033]图1示出了脊髓刺激套环或环100的放置的示例。脊髓索102(这里以剖面图示出)包括脊髓灰质的背(后)角104 ;侧角106，仅在交感节前神经元的节段T1-L2中发现；以及包含运动性神经元的腹(前)角108。背侧根和腹根110、112分别从背侧角和腹角104、108延伸。背侧根包括背侧神经节114。根110、112连结以形成脊髓神经116，其分支到进入背部的皮肤和肌肉的背主支118、以及分裂成感觉纤维122的腹主支120、节后交感神经支配(进入腺体和血管)124、以及到骨骼肌的